集成式智能灌浆系统的制作方法_3

文档序号:9075392阅读:来源:国知局
接口 14.1G通信连接。灌浆记录仪内保留了原有的记录仪控制器10.1、连接打印机的打印机控制接口 10.3、记录仪显示器10.4、记录仪键盘10.5。灌楽记录仪通过记录仪通信端口 10.2获得各种传感器电信号数据,并控制打印机打印灌浆施工记录表。其中,单片机14.1设有网络通信端口 14.1D,通过光耦隔离电路14.3连接到网络控制器12。图2中标记12a为网络控制器12网线。见图3,上逑单片机通信端口 14.1C、单片机数据交换接口 14.1G和记录仪通信端口 10.2均采用RS485总线通信。单片机网络通信端口
14.1D采用以太网传输,经以太网2F实现与中央服务器IF的通信。
[0045]4)灌浆管路压力自控系统(分布在灌浆箱和智能箱):见图2、见图3,在三相交流电源17和灌浆栗驱动电机3.1输入端3.1a间增设变频器13,变频器内顺次设与单片机通信端口 14.1c通信连接的变频器通信端口 13.1、控制回路13.2、主电路13.3。上述压力传感器6的压力电信号输出端6a接单片机传感器电信号输入接口 14.1A ;单片机控制系统输出端口 14.1B分别接高压电动阀门电源端7a和声光报警器电源端20a。单片机控制变频器的工作状态及设定变频器的工作参数.主电路一般包括整流滤波电路、IGBT等器件和电路。这里变频器选用380V-15KW通用变频器,因是市售产品,这里不再详述。灌浆压力自控系统工作过程:操作人员通过键盘设定灌浆管路压力及限制值,单片机从压力传感器器6输出的电信号6a获得当前管路压力,并通过通信接口 14.1C控制变频器13适当调整灌浆栗驱动电机3.1的输出功率,使灌浆压力达到设定值。当出现意外情况无法通过变频器调节时,单片机控制声光报警器20发出报警信息。当出现意外情况,管路压力超过设定的最大限制值,并且单片机系统无法控制压力下降时,单片机通过控制信号输出端口 14.1B开启高压电动阀门7,被动降低压力,并控制声光报警器20发出报警信息。
[0046]5)控制线及连接:见图2、见图3,上述罐体内高位压力传感器1.1、低位压力传感器1.2、进楽流量传感器4、回楽流量传感器5、压力传感器6、抬动传感器9的六个电信号输出端1.1aU.2a、4a、5a、6a、9a均通过光耦隔离电路,经A/D转换电路与单片机传感器电信号输入接口 14.1A连接。单片机控制信号输出接口 14.1B通过光耦隔离电路分别与上述浓浆电磁阀控制线1.3a、清水电磁阀的控制线1.4a、高压电动阀门电源端7a、声光报警器电源端20a连接。除抬动电信号输出端9a在智能箱内直接与单片机连接,其于控制线均通过配电柜连接。
[0047]三.智能制浆系统3F包括:
[0048]I)设如下的自动配浆管路系统:见图5,在制浆桶In内设置插入分别通入水、水泥粉、沙粒和化学添加剂的如下四根管路:①插入装有水管电磁阀IA的自来水管10,自来水管入口端与装有水流量传感器IB的自来水供水管路IC连通。②插入装有水泥电磁阀2A的水泥粉管20,水泥粉管入口与支撑有水泥电子秤2B的水泥漏斗2C连通;水泥漏斗上方为有水泥粉供料控制装置2D的水泥粉送料装置出料口 2E。③插入装有沙粒电磁阀3A的沙粒管30,沙粒管入口与支撑有沙电子秤3B的沙漏斗3C连通;沙漏斗上方为有供料控制装置3D的沙粒管路送料装置出料口 3E。④插入装有添加剂电磁阀4A的添加剂管4o ;入口端与支撑有添加剂电子秤4B的添加剂漏斗4C连通;添加剂漏斗上方为有添加剂供料控制装置4D的添加剂送料装置出料口 4E。上述水泥、或沙粒、或化学添加剂各种送料装置均采用送料管路;供料控制装置分别采用供料电磁阀2D、3D、4D。见图5,在制浆桶In底部开有与储浆罐4F连通的浓浆液排出口 Ina。
[0049]2)设如下的在线式水泥浆液比重计:见图6,在上述制浆桶In上方,固定一个拉力传感器50,拉力传感器下端以细线6ο悬吊一个己知空气中重量的金属重物70,且金属重物完全浸没于被测水泥楽液中,不接触其它物体;拉力传感器5ο的电信号输出端为5oa。在线式水泥浆液比重计工作过程及测量原理如下:
[0050]见图6,拉力传感器5ο测量细线6ο上产生的拉力F,这个拉力由金属重物7ο的重力G和被测水泥浆液Im对金属重物的浮力Fl合成。见图6、图7,拉力传感器电信号线输出端5oa将拉力F模拟电信号传给制浆光耦隔离电路8.30,再通过制浆A/D转换8.2ο,输出的拉力F数字信号输入到制浆单片机8.1o中,通过制浆单片机计算便可获得被测水泥浆液Im的比重值P。计算公式如下:
[0051]Fl = G — F 即浮力 F1 = G — F = PgV
[0052]上式中:G_事先测得的金属重物在空气中自身的重力。F-单片机读出的拉力传感器细线上产生的拉力。V-金属重物的体积。g_重力加速度。由此便获得被测水泥浆液Im的比重值P:P = (G - F)/g V
[0053]3)见图5,在制浆桶上方固定一个液位检测装置Ho,液位电信号输出端为lloa。
[0054]4)见图7,设制浆单片机控制系统80、制浆键盘90、制浆显示器10ο。制浆单片机控制系统8ο从外向内顺次设制浆光耦隔离电路8.30、制浆A/D转换电路8.2ο和制浆单片机8.Ιο。制浆键盘9ο和制浆显示器10分别通过制浆键盘接口 8.7ο和制浆显示器接口
8.8ο与制楽单片机连接。
[0055]5)制浆控制线、通信端口及连接:见图5,图7,上述水流量传感器1Β、水泥电子秤2Β、沙粒电子秤3Β、添加剂电子秤4Β四个制浆传感器、拉力传感器50、液位检测装置Ilo的共六个电信号输出端IB、2Β、3Β、4Β、5oa、I 1a等均经过制浆光耦隔离电路、制浆A/D转换电路与制浆单片机的制浆传感器电信号输入接口 8.40连接;同时制浆单片机控制信号输出端口 8.5o通过制浆光耦隔离电路分别接如下7个制浆执行元件的电磁线圈:①水管电磁阀1A、②水泥电磁阀2A、③水泥粉供料控制装置2D、④沙粒电磁阀3A、⑤沙粒供料控制装置3D、⑥添加剂电磁阀4A、⑦添加剂供料控制装置见图7,制浆通信端口 8.6o采用以太网传输,通过制浆光耦隔离电路连接到以太网2F实现与中央服务器IF的通信。
[0056]智能制浆系统3F工作过程:I)用制浆键盘9ο设置浓浆液浓度和配比信息。2)制浆单片机系统自动控制水泥电磁阀2Α、水泥供料电磁阀2D,再配合水泥电子秤2Β输出的重量信息,实现控制输入制浆桶内的水泥灰重量。同理,单片机控制系统检测沙粒电子秤3Β和添加剂电子秤4Β输出的重量信息,控制沙粒电磁阀3Α、沙粒供料电磁阀3D、添加剂电磁阀4Α、添加剂供料电磁阀4D的开关时间,使配比达到要求。同时制浆单片机系统根据在线式水泥浆液比重计反馈的密度信息调节自来水管电磁阀1Α,使浓浆液浓度达到要求。
[0057]本实用新型集成式智能灌浆系统工作过程:
[0058]I)在中央服务器IF上设置某一智能灌浆单元5.1F的灌浆参数,并启动灌浆。
[0059]2)中央服务器通过网络2F,向智能制浆系统3F下发制浆命令,同时向智能灌浆单元下发灌浆命令。
[0060]3)智能制浆系统通过液位检测装置Ilo输出的液位电信号Iloa检测当前浓浆浆液量是否足够若浆液量不足,则启动配浆程序,保证浆液量足够。
[0061]4)智能制浆系统3F配置的浓浆液经制浆桶In底部开浓浆液排出口 Ina(见图5)输出到储浆罐4F中,送浆栗7Α启动,使浓浆液在浓浆管路8F中循环。
[0062]5)智能灌浆单元打开浓浆电磁阀和清水电磁阀,将浓浆稀释成灌浆参数中指定的要求。
[0063]6)关闭浓浆电磁阀和清水电磁阀,停止浆液的稀释。
[0064]7)浆液稀释完成,智能灌浆单元启动灌浆栗,将浆液注入到灌浆孔中,直到灌浆数据达到灌浆参数中指定的灌浆结
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